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新構造により、高精度・多用途を実現
本発明は、ジャイロセンサのうち、FMジャイロセンサに関する。 従来のFMジャイロセンサは、温度変化や部材の製造誤差によって、測定精度が下がるという課題があった。これは、センサに用いる振動子を２つ用いるために、それら振動子間に生じる温度変化の差や、製造誤差によって、振動子の特性を同一に保てないことに起因していた。 これに対して本発明では、振動子を単一とし、異なるモードの振動を印加しすることで、上記の課題を解決する。 本発明を用いるジャイロセンサは、上記の通り測定精度が高いのみなら ず、原理上、磁気センサや圧力センサとしても機能することができ、産業上の優位性をもつと考えれらる。 上記ジャイロセンサ、磁気センサ、圧力センサ各種で特許取得・出願している。
直流から低周波数磁場まで高感度に測定する
■東北大学技術のご紹介 従来より、広いダイナミックレンジと高感度を備えた磁気センサの研究・開発がなされてきている。センサを構成する方式は、SQUID磁束計やホール素子など様々なタイプが提案されているなか、機械的な共振周波数を利用したカンチレバー型の磁気センサは、低消費電力で小型にも有利であり、ダイナミックレンジが広くできる可能性があることから注目を集めている。しかしながら、共振周波数近傍では高感度を発揮する一方、直流成分を含む共振周波数以下の磁場に対しては感度・分解能が充分ではないという課題があった。 本発明は、カンチレバー型の磁気センサに関するものである。感磁部の構成を工夫することで、感度と帯域幅とをチューニングすることができる。これにより、高感度で広い帯域幅をもつ磁気計測を可能にする。
下水中の感染症関連バイオマーカーを検出する電気化学センサー及びシステムの構築
近年、 社会に大きな被害をもたらすウイルス性感染症に対して、都市下水中に含まれる疫学情報を利用し、 感染症患者の発生や感染流行を早期に検知する下水疫学的手法が注目を集めている。 現在、 感染症に関する下水疫学調査は、主にウイルス遺伝子を対象として、 定量 PCR によって検出することで行われている。 しかしながら、 下水試料の採取からウイルス遺伝子の検出・定量に時間がかかることや、ウイルス濃度が低いためにサンプルの濃縮が必要であること、分析にかかるコストや人的負担が大きいことなどの課題が残されている。 そこで本研究では、 迅速かつ簡便に下水中の感染症関連バイオマーカーを検出するセンサーの構築に取り組んだ。バイオマーカーは、ウイルスそのものと比較して高濃度で感染症患者から排出されるものが好ましく、 本研究では抗ウイルスヒト Immunoglobulin (Ig) A を試験物質とした。 サンプル中の IgA を電極表面に固定化したタンパク質との抗原抗体反応によって捕捉し、 反応に伴う電極表面状態の変化を電気化学測定によって検出する測定系の構築を試みた。
撮像素子ごとに複数のメモリセルを搭載、サブフレーム処理を実施
・ 昨今、自動車やロボット、センサー等の様々な分野で、物体との距離を測定できるToFセンサに注目が集まっている。・ しかしながら従来のToFセンサはフレームレート(Frame rate)と深度ノイズ(Depth noise)がトレードオフの関係にあるため、両特性の向上が難しいという課題があった。・ そこで本発明は、撮像素子ごとに複数のメモリセルを搭載し、サブフレーム処理を実施することにより、前記課題を解決することに成功した。・ 本発明のToFセンサは、最大フレームレート10kfps(@HSモード)、深度ノイズ1.3%以下(@HPモード,0.4-4.2m)を達成した*1,2。・ 本発明は従来のToFセンサに比して高い特性を示していることから自動運転用センサ、自立走行ロボット、工場における生産工程の自動化(FA)、ドローン、VR/AR等への応用が期待できる。
低応力域も測定可能な、薄型・高集積センサ
せん断応力および接触応力の測定は、ロボット、医療、デジタル、直接肌に触れる商品の開発等様々な分野において重要な情報をもたらす。 一般的にみられる３軸応力センサは厚く固い形状のため、例えば生体内のせん断応力及び接触応力を直接測定することは困難であった。 上記課題を解決するため、発明者はこれまで以下のセンサを開発した。 (1)特許第5688792号※関連特許（2/3） せん断応力と接触応力を同時測定可能な薄型センサ (2)特許第6753615※関連特許（3/3） センサの高集積化技術 (3)特許第7466214号 (1)の原理を基とした、低応力域でも測定可能な積層型センサ本発明は上記技術を組み合わせた、薄型・高集積センサである。 多様な用途への実証実験も行われ、実用化が期待される技術である。
身体親和性が高く、排泄物を識別可能なセンサー
おむつの状態を検知して、おむつ交換のタイミングを知らせる“スマートおむつ“の市場が拡大している。従来のおむつセンサーは湿度あるいはNH3ガスを測定するものが知られているが、これらは尿のみを検知するものであり、尿と糞便を区別することができない。また、半導体式ガスセンサーにおいては、センサーの作動温度は高温となるため、センサーチップを加熱する必要があった。 本発明は、上記課題を解決するもので、尿と糞便を室温で識別可能なおむつセンサーである。また、フレキシブル基板を使用することで薄型・小型で柔軟性を有し、生体親和性の高いデバイスを実現できる。
